4G移动通信系统的关键技术分析与研究

吴金科

摘 要：当前，随着国内通讯市场的不断发展，4G通信技术中的移动通信技术有着非常大的发展空间，4G移动通信技术在很大程度上解决了3G移动通信技术当中的视频通话效果不好、移动上网速度慢、手机电视信号不稳定等问题。4G移动通信技术已经渐渐的拉开了新时期通信事业的序幕。在通信市场发展日新月异的今天，只有率先掌握最前端的4G移动通信技术才能更好的把握先机，才能更多的掌握用户，提供出更好的通信服务，更好的促进社会的发展。

关键词：4G移动通信系统;关键技术

引言 近年来随着我国经济水平和科技实力的不断攀升，我国手机用户的数量也冲破了13亿，这就意味着有90.8%的中国人在使用手机。伴随着手机使用者数量的激增，随之带来的是人们对于手机通信质量日益增长的需求同传统移动通信系统发展滞后之间的主要矛盾。4G移动通信系统的出现在很大程度上使得这一矛盾得到了有效缓解，然而要想从根本上解决这一主要矛盾仍需大力发展4G通信，使得该通信系统更加快捷稳定，从而服务于广大用户。

一.4G移动通信系统的技术特点

1. 4G移动通信具有良好的覆盖性能

4G移动通信在信号覆盖方面相对于传统的3G移动通信、无线网移动通信以及固定移动通信有了质的提升，其通信系统在保证良好覆盖性能的同时依然具有着非常快速的信号传输能力。此外，对于一些比较密闭的环境，4G移动通信的信号传输质量受到的影响是非常微小的。这在很大程度上提高了移动通信的使用范围。

2. 4G移动通信相對于3G移动通信有着智能化程度更高

4G移动通信主要特点就是分布接入网络和广域接入网络，具有非常良好的非对称自动切换能力，其通信网络的资源配置采用自动适应的智能配置技术。此外，4G移动通信对于不同的业务对通信资源的不同要求可实现自动合理的配置，在4G移动通信网络的支持下所有的办公业务相对于先前的移动通信技术可以非常轻松的完成，随着4G移动通信的进一步发展，4G移动通信将会提供除传统的语音移动通信技术外还将提高高质量的多媒体移动通信技术，所以随着4G移动通信的快速发展，电子移动通信终端设备的服务范围以及服务质量将会迎来革命性的变化。

3. 4G移动通信有着良好的兼容性

4G移动通信的快速发展，在很大程度上提高了全球内部的各个地区的通信网络的区域覆盖技术和网络接口开放技术。此外，4G通信网络技术可以与3G通信网络技术、无线网络通信技术以及固定网络通信技术实现无缝对接，这样各种类型的通信网络用户都可以享受到4G通信网络技术带来的快速通信网络服务，这就对于3G移动通信用户的升级以及4G移动通信的普及有着非常大的帮助。同时随着4G移动通信的普及对于实现真正意义上的全球漫游通信是非常有帮助的。所以随着4G移动通信的快速发展，将会引起全球范围内的移动通讯事业革命性的进步。

4. 4G移动通信传输速度快

现阶段开发的4G移动通信相对于传统的3G移动通信的传输速度有了非常大的提升，整个移动通信网络的频宽达到了二到八GHvz。其移动通信系统的传输速度的最大值达到每秒30兆，这相当于现在3G移动通信传输速度的20倍。这就说当4G通信网络的传输速度相对于3G通信网络的传输速度高出一个等级。如果将3G通信网络在一条高速公路上运行的话，那么4G通信网络就是在一条高铁列车上运行。

二.4G移动通信系统中所含的关键技术

1. 4G移动通信系统中核心网技术

4G移动通信系统中核心网技术是一种以IP为基础的核心网技术。可以实现各个不同移动通信网络间的有效衔接。4G移动通信系统中核心网技术在先前3G移动通信技术中没有用到，其成本相对于3G移动通信网络中的CDMA800技术在成本上也有非常大的降低。此外 4G移动通信系统中核心网技术是一种以通信网络中全部的IP地址为基础的，这就使其能够完全与其它的移动通信网络方案相互不干扰，能提供端到端的IP业务。现阶段开发的4G基于IP的核心网技术还有很多有待提高的地方，其在安全性保护和地址空间容量扩大方面还有非常大的进步空间。

2. 4G移动通信系统中多载波调制技术

在4G移动通信系统中将采用先前通信技术中未曾出现的多载波调制技术。多载波调制技术简称为MCM，MCM技术现阶段主要分为两种一种是多载波码分制技术和一种正交频分复用时分多址技术。在4G移动通信数据传输量不大以及信号系统受干扰的程度不是特别严重时，通过使用多载波码分制技术或者正交频分复用时分多址技术可以使系统迅速恢复到正常的工作水平。此外，对于一些数据传输量大的宽带业务而言，由于其在数据传输过程中对数据传输的速度有较高的要求，时延扩展造成数据符号间的相互重叠，从而产生符号间干扰，这时就需要一种非常复杂的多载波码分制技术，现阶段这个复杂的多载波码分制技术的实现是比较困难的。

3. 4G移动通信系统中多用户检测技术

4G移动通信系统中多用户检测技术是现阶段宽带通信系统中的关键技术之一，用户检测技术也在4G移动通信系统中多用户检测技术中的基站和终端的建设过程中被采用。4G移动通信系统中多用户检测技术存在的最根本的源泉是在整个移动通信的系统构架中必须考虑用户在传输相关信号时对信号内容的相似性的判别。如果数量不多的移动通信用户在进行文件数据传输时其中包含的多址干扰性是非常小的，但是随着4G移动通信系统在全球范围内的不断普及，4G移动通信的用户会不断增多，随着移动通信网络的增多，各个用户在传输文件时受到的多址干扰情况就会不断增加，多址的干扰也是整个4G移动通信中最为突出的问题之一。当前的3G移动通信技术中按照经典直接序列扩频技术，对每个3G用户接收到的信号进行相应的频率扩大处理，这种处理的结果往往降低信号的抗干扰能力。

4. 4G移动通信系统中智能天线技术

4G移动通信系统中智能天线技术就是一种能够检测分析无线移动通信信号技术，这种技术主要利用有限元数学当中的自适应算法，能够实现对于信号波束的灵活使用，拥有着自动信号跟踪和数字波智能调节等方面的功能。其抗干扰的能力主要是通过天线阵列技术和现代数字信号处理技术实现的。能够保证在同一信号上不同用户之间的信号互不干扰，这就提高了移动通信各个通信频率的使用效率，也提高了整个4G移动通信的传输容量。。

结束语：在我国现代化建设不断发展的过程中，无线移动通信对于人们生产生活的重要性进一步体现出来，这就需要相关单位综合运用各种手段对现有的4G通信技术与应用方法进行不断的完善与创新。行业从业人员也需要对4G系统有一个全面且深入的了解，为用户提供更加优质的服务。4G移动通信事业取代现前的3G移动通信技术已成为必然的趋势，这就要求4G移动通信开发人员不断完善现有的4G移动通信关键技术，不断提高4G移动通信系统运行的稳定性，以使4G将来更好的为人民服务。

参考文献：

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[2] 屠振，张广求.新一代移动通信系统及其关键技术分析[J].移动通信，2004，S3：175-179.